山东省2020～2021年普通高中学业水平等级考试 物理试题及参考答案

山东省2020-2021年普通高中学业水平等级考试

物理试题及参考答案汇总

MGT整理

2021年7月

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目录

山东省2021年普通高中学业水平等级考试物理试题.................................3

山东省2021年普通高中学业水平等级考试物理试题参考答案.........................12

山东省2020年普通高中学业水平等级考试物理试题.................................17

山东省2020年普通高中学业水平等级考试物理试题参考答案........................27

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山东省2021年普通高中学业水平等级考试

物理试题

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改

动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在

本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1.在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的；rPb,其衰变方

程为誉Pbf；；°Bi+X。以下说法正确的是（）

A.衰变方程中的X是电子B.升高温度可以加快；；°Pb的衰变

C.；；°Pb与那Bi的质量差等于衰变的质量亏损D.方程中的X来自于新Pb内质子向中

子的转化

2.如图所示，密封的矿泉水瓶中，距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶

置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢

上浮，上浮过程中，小瓶内气体（）

A.内能减少B.对外界做正功

C.增加的内能大于吸收的热量D.增加的内能等于吸收的热量

3.如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴

。转动，另一端与质量为机的小木块相连。木块以水平初速度%出发，恰好能完成一个完整

的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（）

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27tL47rL87rL167rL

4.血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，

压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体

积为V;每次挤压气囊都能将60cm3的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积

变为5V,压强计示数为150mmHg。已知大气压强等于750mmHg,气体温度不变。忽略细管

和压强计内的气体体积。则V等于（）

A.30cm3B.40cm3C.50cm3D.60cm3

5.从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。已

知火星质量约为月球的9倍，半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球

车的2倍。在着陆前，“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时,

“祝融”与“玉兔”所受着陆平台的作用力大小之比为（）

A.9：1B.9：2C.36：1D.72：1

6.如图甲所示，边长为a的正方形，四个顶点上分别固定一个电荷量为+q的点电荷；在

0<xa区间，x轴上电势°的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为-Q的点电荷P置于

正方形的中心。点，此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。若将P沿x轴向右略微移动

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后，由静止释放，以下判断正确的是（)

A.Q=^±lq,释放后P将向右运动B.Q=^±Lq,释放后尸将向左运动

C0=当出"'释放后P将向右运动D.0=当担"’释放后尸将向左运动

7.用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该

区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是（）

IlliM

U

8.迷你系绳卫星在地球赤道正上方的电离层中，沿圆形轨道绕地飞行。系绳卫星由两子卫星

组成，它们之间的导体绳沿地球半径方向，如图所示.在电池和感应电动势的共同作用下，导

体绳中形成指向地心的电流，等效总电阻为导体绳所受的安培力克服大小为了的环境阻力,

可使卫星保持在原轨道上。已知卫星离地平均高度为导体绳长为地球半径为

R,质量为轨道处磁感应强度大小为3,方向垂直于赤道平面。忽略地球自转的影响。据

此可得，电池电动势为（）

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赤道*面

GMfrGMfrGMBL

A.BLR+H+5LB.BLC.BL+——

R+HBLR+Hfr

IGMBL

D.

\R+Hfr

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。

全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1：3,输入电压为7.5V的正

弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为「，负载R的阻值为100。开关S接1时，右侧

变压器原、副线圈匝数比为2：1,R上的功率为10W；接2时，匝数比为1：2,R上的功率

为尸。以下判断正确的是（）

A.r=10QB.r=5QC.P=45WD.P=22.5W

10.一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为4=2s时的波形图，虚线为％=5s时的波形

图。以下关于平衡位置在。处质点的振动图像，可能正确的是（）

A.B.C.

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11.如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为机的物资以相对

地面的速度/水平投出，落地时物资与热气球的距离为小已知投出物资后热气球的总质量为

M,所受浮力不变，重力加速度为g,不计阻力。以下判断正确的是（）

A.投出物资后热气球做匀加速直线运动B.投出物资后热气球所受合力大小为mg

C.d=D.d=

12.如图所示，电阻不计的光滑u形金属导轨固定在绝缘斜面上。区域I、n中磁场方向均

垂直斜面向上，I区中磁感应强度随时间均匀增加，n区中为匀强磁场。阻值恒定的金属棒从

无磁场区域中。处由静止释放，进入n区后，经》下行至。处反向上行。运动过程中金属棒始

终垂直导轨且接触良好。在第一次下行和上行的过程中，以下叙述正确的是（）

A.金属棒下行过b时的速度大于上行过b时的速度

B.金属棒下行过b时的加速度大于上行过b时的加速度

C.金属棒不能回到无磁场区

D.金属棒能回到无磁场区，但不能回到。处

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.（6分）某乒乓球爱好者，利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况。实验

步骤如下：

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①固定好手机，打开录音功能；

②从一定高度由静止释放乒乓球；

③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音，其随时间（单位：S）的变化图像如图所示。

根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻，如下表所示。

碰撞次序1234567

碰撞时刻（s）1.121.582.002.402.783.143.47

根据实验数据，回答下列问题:

（1）利用碰撞时间间隔，计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起高度为m（保留2位有

效数字，当地重力加速度g=9.80m/s2）。

（2）设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬间速度大小的比值为k,则每次碰撞损失的动能为碰

撞前动能的倍（用左表示），第3次碰撞过程中左=（保留2位有效数字）。

（3）由于存在空气阻力，第（1）问中计算的弹起高度（填“高于”或“低于”）实

际弹起高度。

14.（8分）热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温

度变化的规律。可供选择的器材有：

待测热敏电阻&（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）；

电源E（电动势L5V,内阻厂约为0.5Q）；

电阻箱R（阻值范围0-9999.990）；

滑动变阻器与（最大阻值20。）；

滑动变阻器4（最大阻值20000）；

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微安表（量程IOORA,内阻等于25000）；

开关两个，温控装置一套，导线若干。

同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：

①按图示连接电路；

②闭合SrS2,调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；

③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开S2,调节电阻箱，使微安表指针半偏；

④记录此时的温度和电阻箱的阻值。

回答下列问题：

（1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用（填“为”或“凡”）。

（2）请用笔画线代替导线，在答题卡上将实物图（不含温控装置）连接成完整电路。

（3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为6000.00。，该温度下热敏电阻的测量值为

。（结果保留到个位），该测量值__（填“大于”或“小于”）真实值。

（4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知，该热敏电阻的阻值随温

度的升高逐渐（填“增大”或“减小”）。

15.（7分）超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器

截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为一细束脉冲激光垂直第

一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束,

此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离d=100.0mm,脉

冲激光中包含两种频率的光，它们在棱镜中的折射率分别为々=后和〃2=学。取豆1137。=|,

45

cos37°=—,7=1.890。

5J7

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（1）为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，求。的取值范围；

（2）若8=37。，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差AL（保留3

位有效数字）。

16.（9分）海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它丢下，利用地面

的冲击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量%=0.1kg的鸟蛤，在H=20m的高度、以％=15m/s的水

平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力。

I.

（1）若鸟蛤与地面的碰撞时间A/=0.005s,弹起速度可忽略，求碰撞过程中鸟蛤受到的平均

作用力的大小F-,（碰撞过程中不计重力）

（2）在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度L=6m的岩石，以岩石左端为

坐标原点，建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度仍为20m,速度大小在15m/s〜17m/s

之间，为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围。

17.（14分）某离子束实验装置的基本原理如图甲所示。I区宽度为d,左边界与x轴垂直交

于坐标原点O,其内充满垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为稣；II区宽度

为L,左边界与x轴垂直交于。।点，右边界与x轴垂直交于。2点，其内充满沿y轴负方向的匀

强电场。测试板垂直x轴置于n区右边界，其中心C与。2点重合。从离子源不断飘出电荷量

为q、质量为机的正离子，加速后沿x轴正方向过。点，依次经I区、n区，恰好到达测试

板中心c已知离子刚进入n区时速度方向与x轴正方向的夹角为。。忽略离子间的相互作用，

不计重力。

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回

离子源

（1）求离子在I区中运动时速度的大小V；

（2）求n区内电场强度的大小E；

（3）保持上述条件不变，将n区分为左右两部分，分别填充磁感应强度大小均为B（数值未

知）、方向相反且平行y轴的匀强磁场，如图乙所示。为使离子的运动轨迹与测试板相切于C

点，需沿x轴移动测试板，求移动后C到。的距离s。

18.（16分）如图所示，三个质量均为根的小物块A、B、C,放置在水平地面上，A紧靠竖

直墙壁，一劲度系数为左的轻弹簧将43连接，C紧靠3,开始时弹簧处于原长，A、B、C

均静止。现给。施加一水平向左、大小为R的恒力，使3、C一起向左运动，当速度为零时，

立即撤去恒力，一段时间后A离开墙壁，最终三物块都停止运动。已知A、3、C与地面间的

滑动摩擦力大小均为了,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内。（弹簧的弹

性势能可表示为：Ep=；H,左为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）

（1）求3、C向左移动的最大距离工。和3、C分离时3的动能线；

（2）为保证A能离开墙壁，求恒力的最小值/小

（3）若三物块都停止时3、C间的距离为％BC，从5、C分离到3停止运动的整个过程，5克

服弹簧弹力做的功为W,通过推导比较W与笈BC的大小；

（4）若F=5f,请在所给坐标系（见答题卡）中，画出C向右运动过程中加速度。随位移x

变化的图像，并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的a、x值（用/、k、机表示），不要

求推导过程。以撤去R时C的位置为坐标原点，水平向右为正方向。

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机密★启用前

山东省2021年普通高中学业水平等级考试

物理试题参考答案

一、单项选择题

1.A2.B3.B4.D5.B6.C7.D8.A

二、多项选择题

9.BD10.AC11.BC12.ABD

三、非选择题

13.(1)0.20(2)l-k~,0.95(3)高于

14.(1)&

(2)如图所示

（3）3500,大于（4）减小

15.解：（1）设C是全反射的临界角，光线在第一个三棱镜右侧斜面上恰好发生全反射时，

根据折射定律得

sinC=-①

n

代入较大的折射率得

C=45°②

所以顶角。的范围为

0<6><45°（或。<45。）③

（2）脉冲激光从第一个三棱镜右侧斜面射出时发生折射，设折射角分别为名和。2，由折射定律得

_sintZ1

④

1sin。

_sin%

n2=.△⑤

sin，

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设两束光在前两个三棱镜斜面之间的路程分别为Lx和L2,则

cos%

k=-------⑦

COS%

AL=2(Z1-L2)⑧

联立④⑤⑥⑦⑧式，代入数据得

A£=14.4mm⑨

16.(1)设平抛运动的时间为t,鸟蛤落地前瞬间的速度大小为v,竖直方向分速度大小为匕，根据运动

的合成与分解得

1

H=/29①

Vv=gt②

v+*③

在碰撞过程中，以鸟蛤为研究对象，取速度V的方向为正方向，由动量定理得

—FAt=0—mv④

联立①②③④式，代入数据得

F=500N⑤

(2)若释放鸟蛤的初速度为匕=15m/s,设击中岩石左端时，释放点的x坐标为为，击中右端时，释放点

的x坐标为马,得

X]=vxt⑥

X、=须+L(2)

联立①⑥⑦式，代入数据得

占=30m,x2=36m⑧

若释放鸟蛤时的初速度为“=17m/s,设击中岩石左端时，释放点的尤坐标为玉'，击中右端时，释放点的

尤坐标为x；,得

⑨

X]=v2t

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联立①⑨⑩式，代入数据得

%i'=34m,x；=40m@

综上得x坐标区间

[34m,36m]或(34m,36m)⑫

17.解：(1)设离子在I区内做匀速圆周运动的半径为「，由牛顿第二定律得

qvB^=m-①

r

根据几何关系得

sin—②

r

联立①②式得

v=_qB^_③

msind

(2)离子在II区内只受电场力，x方向做匀速直线运动，y方向做匀变速直线运动，设从进入电场到击中测

试板中心C的时间为f,y方向的位移为打，加速度大小为。，由牛顿第二定律得

qE=ma④

由运动的合成与分解得

L=vtcos0⑤

(

y0=-r(l-cos6)⑥

1

%=。sin0--at~9⑦

联立①②④⑤⑥⑦式得

02qB；d2(„dd„

E=一10,LTtan，+---------------⑧

mLtan"6(sin，tan6)

(3)II区内填充磁场后，离子在垂直y轴的方向做匀速圆周运动，如图所示。设左侧部分的圆心角为a,

圆周运动半径为运动轨迹长度为由几何关系得

n

a=—⑨

3

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71

OCH---

l'=-x2兀/H-------xInr'⑩

2兀2兀

离子在II区内的运动时间不变，故有

r_L

⑪

VCOS0VCOS0

C到。1的距离

5=2/sina+/⑫

联立⑨⑩⑪⑫式得

6(73+1)

s=L

7兀

18.解：(1)从开始到5、。向左移动到最大距离的过程中，以反C和弹簧为研究对象，由功能关系得

12

h=2禽+万息0①

弹簧恢复原长时5、C分离,从弹簧最短到5、C分离,以3、C和弹簧为研究对象，由能量守恒得

1

~收。9=2拉o+2Ek②

联立①②式得

一2/—4/三

xo~；③

k

月=产一6"+8尸④

k

(2)当A刚要离开墙时，设弹簧的伸长量为x,以A为研究对象，由平衡条件得

kx=f⑤

若A刚要离开墙壁时B的速度恰好等于零，这种情况下恒力为最小值Fmin,从弹簧恢复原长到A刚要离开

墙的过程中，以2和弹簧为研究对象，由能量守恒得

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Ek=；依2+笈

联立①②⑤⑥式得

⑦

根据题意舍去及n=3-f，得

及n⑧

（3）从8、C分离到B停止运动，设2的路程为％B，c的位移为乙，以B为研究对象,由动能定理得

-W-faB=O-Ek⑨

以C为研究对象，由动能定理得

-fac=O-Ek⑩

由8、C的运动关系得

xB>xc-xBC⑪

联立⑨⑩⑪式得

W<ficBC⑫

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物理试题

注意事项:

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改

动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写

在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题:本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1.一质量为机的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间/的关系图像如图所示。乘客所受

支持力的大小用尺表示，速度大小用V表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是

A.0~力时间内，v增大，F^>mg

B.ti~t2时间内，v减小，F^<mg

C.时间内，v增大,FN<mg

D.72V3时间内，v减小，FN>mg

2.僦核汨发生p衰变成为氢核汨e。假设含僦材料中汨发生B衰变产生的电子可以全部定向

移动，在3.2x104s时间内形成的平均电流为5.0x10-8A。已知电子电荷量为1.6x10-19。

在这段时间内发生P衰变的僦核:H的个数为

A.5.0xlO14B.l.OxlO16C.2.0xlO16D.l.OxlO18

3.双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到邑、S2的距离相等，。点为Si、S2连线中

垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为力的光，经Si出射后垂直穿过玻璃片传播到。点,

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经S2出射后直接传播到。点，由S1到0点与由52到。点，光传播的时间差为加o玻璃片

厚度为102,玻璃对该波长光的折射率为1.5,空气中光速为c,不计光在玻璃片内的反射。

以下判断正确的是

4.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知x4处质点的振动方程为

5.图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比〃1：m=22:3,输入端。、6所接电压M随时间/的变

化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15Q,额定电压为24Vo定值电阻R=10。、&

=5C,滑动变阻器R的最大阻值为10C。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电

阻应调节为

A.lQB.5QC.6QD.8Q

6.一定质量的理想气体从状态。开始，经a-b、b-c、c-a三个过程后回到初始状态a,其

p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a(Vo,28)、b(2Vo,po)、c(3Vo,

2po)以下判断正确的是

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A.气体在a-b过程中对外界做的功小于在I过程中对外界做的功

B.气体在a-b过程中从外界吸收的热量大于在b-c过程中从外界吸收的热量

C.在c-a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量

D.气体在c-a过程中内能的减少量大于b-c过程中内能的增加量

7.我国将在今年择机执行“天问1号”火星探测任务。质量为机的着陆器在着陆火星前，会在

火星表面附近经历一个时长为如速度由w减速到零的过程。已知火星的质量约为地球的

0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g,忽略火星大气阻力。若

该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约

为

A.4g-子B.rn0.4g+—C.m0・2g—瓦D.m^0.2g+^-

It。.I%.

8.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为机和2机的物块A、B,通过

不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、3间的接触面和轻绳均与木板平行。A与3间、3与木

板间的动摩擦因数均为〃，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45。

时，物块A、3刚好要滑动，则口的值为

二、多项选择题:本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全

部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

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9.截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BBCC面的线状

单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中A

BC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为应，只考虑由DE直接射向侧面AACC的

光线。下列说法正确的是

图甲图乙

A.光从AACC面出射的区域占该侧面总面积的;

B.光从AACC面出射的区域占该侧面总面积的;

C.若DE发出的单色光频率变小，AACC面有光出射的区域面积将增大

D.若DE发出的单色光频率变小，AACC面有光出射的区域面积将减小

10.真空中有两个固定的带正电的点电荷，电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连

线上的。点时，仅在电场力的作用下恰好保持静止状态。过。点作两正电荷连线的垂线,

以。点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和Ad,如图所示。以下说法正确的是

A.a点电势低于。点

B.6点电势低于c点

C.该试探电荷在。点的电势能大于在6点的电势能

D.该试探电荷在。点的电势能小于在d点的电势能

11.如图所示，质量为M的物块A放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定于墙面的水平轻

绳，左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连。现将质量为机的钩码3

挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将3由静止释放，当3下降到最低点时（未着地），

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A对水平桌面的压力刚好为零。轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，物块A始终处于

静止状态。以下判断正确的是

A.M<2m

B.2m<M<3m

C.在3从释放位置运动到最低点的过程中，所受合力对3先做正功后做负功

D.在5从释放位置运动到速度最大的过程中，3克服弹簧弹力做的功等于3机械能的减

少量

12.如图所示，平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且

垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等大正方形。一位于平面内的刚性导体

框abcde在外力作用下以恒定速度沿y轴正方向运动（不发生转动）。从图示位置开始计

时，4s末次边刚好进入磁场。在此过程中，导体框内感应电流的大小为/,ab边所受

安培力的大小为R如二者与时间/的关系图像，可能正确的是

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三、非选择题:本题共6小题，共60分。

13.（6分）2020年5月，我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一种方法是通过使用重力

仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验，

测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下：

（i）如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为53。，在其上表面固定一与小物

块下滑路径平行的刻度尺（图中未画出）。

（ii）调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放,

用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择小物

块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时

间/的数据。

（出）该同学选取部分实验数据，画出了午图像，利用图像数据得到小物块下滑的加速

度大小为5.6m/s2o

（iv）再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。

回答以下问题：

（1）当木板的倾角为37。时，所绘图像如图乙所示。由图像可得，物块过测量参考点时速

度的大小为m/s；选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、5两点，禾U用A、3两

2

点数据得到小物块下滑加速度的大小为m/so（结果均保留2位有效数字）

2

（2）根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为m/so（结果保留

2位有效数字,sin37°=0.60,cos37°=0.80）

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200

150

100

50

°510152025303540;/（xl0-2s）

图乙

14.（8分）实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和

内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：

干电池一节（电动势约1.5V,内阻小于1Q）；

电压表V（量程3V,内阻约3kC）；

电流表A（量程0.6A,内阻约1。）；

滑动变阻器R（最大阻值为20C）；

定值电阻R（阻值2Q）；

定值电阻&（阻值5Q）；

开关一个，导线若干。

（1）该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐

接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在坐标纸上描点，如

图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是—o（单

选，填正确答案标号）

A.电压表分流B.干电池内阻较小C.滑动变阻器最大阻值较小D.电流表内阻较

小

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UN

（2）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实

验方案，重新测量得到的数据如下表所示。

序号1234567

I/A0.080.140.200.260.320.360.40

U/V1.351.201.050.880.730.710.52

请根据实验数据，回答以下问题:

①答题卡的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在答题卡的坐标纸上标出前4组

数据对应的坐标点并画出U-/图像。

②根据实验数据可知，所选的定值电阻为（填“R”或）o

③用笔画线代替导线，请在答题卡上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路。

15.（7分）中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，进而治

疗某些疾病。常见拔罐有两种，如图所示，左侧为火罐，下端开口；右侧为抽气拔罐，下

端开口，上端留有抽气阀门。使用火罐时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，自然

降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按

在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强。某次使用火罐时，罐内气体初始压强与外部大

气压相同，温度为450K,最终降到300K,因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的捺。

若换用抽气拔罐，抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的当，罐内气压与火罐降

温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化。求

应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。

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•一•抽气阀门

火罐抽气拔罐

16.(9分)单板滑雪U型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型：

U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道

倾角为17.2°。某次练习过程中，运动员以VM=10m/s的速度从轨道边缘上的M点沿轨

道的竖直切面A3CD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角。=72.8。，腾空后沿

轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻

力,取重力加速度的大小g=10m/s2,sin72.8°=0.96,cos72.8°=0.30。求：

(1)运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d；

(2)M、N之间的距离心

17.(14分)某型号质谱仪的工作原理如图甲所示。M、N为竖直放置的两金属板，两板间电

压为U,。板为记录板，分界面P将N、。间区域分为宽度均为d的I、I两部分，M、N、

P、Q所在平面相互平行，a、b为M、N上两正对的小孔。以a、8所在直线为z轴，向右

为正方向，取z轴与。板的交点。为坐标原点，以平行于。板水平向里为x轴正方向，

竖直向上为y轴正方向，建立空间直角坐标系。町z。区域I、II内分别充满沿x轴正方向

的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小、电场强度大小分别为3和E。一质量为电

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荷量为+q的粒子，从。孔飘入电场（初速度视为零），经人孔进入磁场，过P面上的c

点（图中未画出）进入电场，最终打到记录板。上。不计粒子重力。

（1）求粒子在磁场中做圆周运动的半径R以及。点到z轴的距离L；

（2）求粒子打到记录板上位置的x坐标；

（3）求粒子打到记录板上位置的y坐标（用H、d表示）；

（4）如图乙所示，在记录板上得到三个点si、S2、S3,若这三个点是质子;H、筛;核汨、氨

核;He的位置，请写出这三个点分别对应哪个粒子（不考虑粒子间的相互作用，不要求写

出推导过程）。

18.（16分）如图所示，一倾角为。的固定斜面的底端安装一弹性挡板，P、。两物块的质量

分别为机和4如Q静止于斜面上A处。某时刻，P以沿斜面向上的速度w与。发生弹性

碰撞。Q与斜面间的动摩擦因数等于tan夕，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。尸与斜面

间无摩擦，与挡板之间的碰撞无动能损失。两物块均可以看作质点，斜面足够长，。的速

度减为零之前P不会与之发生碰撞。重力加速度大小为g。

（1）求P与Q第一次碰撞后瞬间各自的速度大小VPl、VQU

（2）求第〃次碰撞使物块。上升的高度也；

（3）求物块。从A点上升的总高度H；

（4）为保证在。的速度减为零之前P不会与之发生碰撞，求A点与挡板之间的最小距离s。

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山东省2020年普通高中学业水平等级考试

物理试题参考答案

一、单项选择题

1.D2.B3.A4.D5.A6.C7.B8.C

二、多项选择题

9.AC10.BD11.ACD12.BC

三、非选择题

13.(1)0.32或0.333.1(2)9.4

14.(1)B

(2)①如下左图②&③如下右图。

15.解：

设火罐内气体初始状态参量分别为小、Ti、Vi,温度降低后状态参量分别为"、72、丫2,

罐的容积为％,由题意知

pi=po、Ti=450K、V1=L、n=300K、V2=2OVo/21①

由理想气体状态方程得

20

PovoP2'?AVO②

A一72

代入数据得

22=O.7po③

对于抽气罐，设初态气体状态参量分别为P3、丫3,末态气体状态参量分别为P4、V4,罐的

容积为嵋，由题意知

P3=P0、%=%'、P4=P2④

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由玻意耳定律得

Po^o=PQVA⑤

联立②⑤式，代入数据得

匕*叫⑥

设抽出的气体的体积为AV,由题意知

⑦

故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为

AmAV

募F⑧

联立②⑤⑦⑧式，代入数据得

Am1公

—=-⑨

m3

16.解：

(1)在“点，设运动员在A3。面内垂直AD方向的分速度为vi,由运动的合成与分解

规律得

v

i=VMsin72.8°①

设运动员在A5CD面内垂直AD方向的分加速度为勾，由牛顿第二定律得

mgcosl7.2°=ma\②

由运动学公式得

。=尹③

2%

联立①②③式，代入数据得

"=4.8m④

(2)在M点，设运动员在A5CD面内平行方向的分速度为吸，由运动的合成与分解

规律得V2=VMCOS72.8°⑤

设运动员在ABCD面内平行AD方向的分加速度为〃2,由牛顿第二定律得

mgsmll2°=ma2⑥

设腾空时间为1,由运动学公式得

t=—⑦

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2

L=v2t+—a2t(8)

联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据得

L=12m⑨

17.解：

(1)设粒子经加速电场到人孔的速度大小为v,粒子在区域I中，做匀速圆周运动对应圆

心角为a,在〃、N两金属板间，由动能定理得

qU=^mv2①

在区域I中，粒子做匀速圆周运动，磁场力提供向心力，由牛顿第二定律得

qvB=m—②

R

联立①②式得

R=4前(D

qB

由几何关系得

d2+CR-L)2=R2④

sina=­(6

R

联立①②④式得

(2)设区域H中粒子沿z轴方向的分速度为以，沿x轴正方向加速度大小为a,位移大小

为x,运动时间为由牛顿第二定律得

qE=ma⑧

粒子在z轴方向做匀速直线运动，由运动合成与分解的规律得

=VCOS6Z(9)

vz

d=vzt⑩

粒子在元方向做初速度为零的匀加速直线运动，由运动学公式得

x——at2(11)

2」

联立①②⑤⑧⑨⑩⑪式得

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md2E

⑫